石墨烯是目前世上最薄卻、最堅硬的納米材料，它具有極好的導電性和傳熱性，同時不失彈性。目前，石墨烯已經(jīng)被廣泛應用于在電子、航天軍工、新能源新材料等領域，未來將延伸至更廣闊的領域。

如今，石墨烯被公認為“徹底改變21世紀的新材料”，世界各國科研人員都在竭盡所能進行研發(fā)工作，希望發(fā)現(xiàn)更多新興應用領域。那么，作為“新材料之王”的石墨烯有哪些應用呢？

1.下一代超級計算機

石墨烯是目前已知導電性能最好的材料，這種特性尤其適合于高頻電路。因此，石墨烯被認為是硅的替代品，可制造超微型晶體管，用來生產(chǎn)未來的超級計算機。據(jù)稱，石墨烯制造的計算機處理器運行速度將會快數(shù)百倍，且能耗更低。

這并非空想，今年年初，中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所在石墨烯研究中取得新進展：采用銅蒸氣輔助，采用Cu-Ni合金在國際上首次報道了1.5英寸石墨烯單晶的超快生長，論文于2月24日在NatureMaterial上發(fā)布同時研究論文于2月24日在small上在線發(fā)表。

“太空電梯”

2.“太空電梯”纜線

將太空衛(wèi)星用纜線與地面聯(lián)接起來，一直都是科學家們的夢想。但實現(xiàn)這一構想并不容易，纜線就是最大的問題之一。時至今日，終于出現(xiàn)了可以制造這種太空纜線的特殊材料，這就是石墨烯。

美國研究人員稱，“太空電梯”的最大障礙之一，就是如何制造出一根從地面連向太空衛(wèi)星、長達23000英里并且足夠強韌的纜。美國科學家證實，地球上強度最高的物質“石墨烯”完全適合用來制造太空電梯纜線。為了激勵科學家發(fā)明出制造太空電梯纜線的堅韌材料，美國NASA此前還發(fā)出了400萬美元的懸賞。

3.智能服裝

石墨烯的重要特點就是它的導熱、導電性?，F(xiàn)在市面上已經(jīng)出現(xiàn)了一些能夠“發(fā)電”的衣物。這種智能紡織品中帶有光伏材料或運動發(fā)電裝置，當手機需要充電時，衣服就能充當移動電源補給電力，而石墨烯的導熱性還能為人體提供紅外理療功能。

目前，研究人員已經(jīng)研發(fā)了帶有石墨烯壓力傳感器和心率傳感器的智能服裝，它們可以采集人體的心率、血氧等生理健康數(shù)據(jù)。未來我們的衣服將會和手機之間通過藍牙連接，不需要其他智能穿戴設備就能收集自己的健康情況。

4.太陽能電池

石墨烯透明導電膜對于包括中遠紅外線在內的所有紅外線都具有高透明性，是轉換效率非常高的新一代太陽能電池最理想材料。而石墨烯優(yōu)良的彈性和延展性也使它成為制造太陽能電池最理想的候選者。

西班牙的一家光子科學研究所的研究表明，相比于硅，石墨烯能夠更高效地進行光電轉化。硅每吸收一個光子只能產(chǎn)生一個電流電子，而石墨烯能產(chǎn)生多個電子，但目前石墨烯太陽能電池依然處于理論階段。

太陽能電池

5.醫(yī)療傳感器

AMBER材料科研中心發(fā)現(xiàn)，如果將含有石墨烯的橡皮泥長度拉伸1%，那么電流就會調整5倍。非常小的機械變化都會產(chǎn)生巨大的電流變化。

在對石墨烯橡皮泥進行的多項測試中，研究人員將這種符合材料分別放置在人的胸部和頸部，用來測量呼吸、脈搏和血壓。研究結果表明，對于應變式傳感器和壓力傳感器來說，這種復合材料擁有前所未有的靈敏度，是現(xiàn)有傳感器的數(shù)百倍，未來有望應用于醫(yī)療傳感器中。

6.觸控面板材料

目前的觸控常用材料是氧化鋁銦錫，而石墨烯無論是在機械強度還是柔韌度方面，都要強于這種材料。用石墨烯制作的觸控面板，不僅可以讓觸控層的柔韌度更好，也可以提升觸控的手感。

有研究人員表明，通過化學氣相沉積法就可以制成大面積的、連續(xù)、透明和高導電率的石墨烯薄膜，這種薄膜的能量轉率大約是鋁氧化銦錫的二分之一。目前，已經(jīng)有可穿戴設備開始考慮采用石墨烯觸控層，可以想象，未來的觸控世界有可能被石墨烯主宰。

超輕型飛機材料

7.航空航天材料

航材院基于鋁基石墨烯材料的研究，利用石墨烯高強、高模量的特性，以及航材院生產(chǎn)石墨烯粉末品質高、比表面積大和易于分散的特點，成功研制出700MPa級別以上的石墨烯鋁基復合材料，以及彈性模量95GPa以上石墨烯鋁基復合型材。

航材院首創(chuàng)“石墨烯增強金屬基納米復合材料”，不但發(fā)明了一類具有優(yōu)異性能的新型高端金屬基納米復合材料，該材料還將對未來航空航天器帶來革命性變革。

8.新型塑料包裝

當下塑料包裝十分普及，但其防水性卻比較差。有研究團隊利用獨有的工藝將單層石墨烯與塑料聚合物膜結合在一起。加入石墨烯的塑料防水性提升顯著，實現(xiàn)了將水汽含量每天控制在0.000030g/以內。

此外，混合石墨烯塑料包裝延長了設備的保存期?；诩铀倮匣瘜嶒灥臄?shù)據(jù)，研究人員認為那些用混合石墨烯塑料包裹的產(chǎn)品有保存1年的潛力，對比常規(guī)塑料效果顯著。

除了以上這些新型應用之外，石墨烯還被用于制造出紙片般薄的超輕型飛機材料、超堅韌的防彈衣等其他眾多領域?？梢?，石墨烯不愧為“新材料之王”，相信隨著技術的成熟，研究的深入，未來石墨烯應用將拓展至更為廣闊的領域。

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